JPH1053636A - アニオン系水性ポリウレタン分散体 - Google Patents
アニオン系水性ポリウレタン分散体Info
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- JPH1053636A JPH1053636A JP12284797A JP12284797A JPH1053636A JP H1053636 A JPH1053636 A JP H1053636A JP 12284797 A JP12284797 A JP 12284797A JP 12284797 A JP12284797 A JP 12284797A JP H1053636 A JPH1053636 A JP H1053636A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 改善された防水性及びより低いガラス転移温
度を有するコーティング及びフィルムを作るのに適した
水性ポリウレタン分散体を提供すること。 【解決手段】 ヒドロキシル末端基含有ポリブタジエン
樹脂を用いて作られたアニオン系水性ポリウレタン分散
体、並びにフィルム及び接着剤を作るための前記分散体
の使用。
度を有するコーティング及びフィルムを作るのに適した
水性ポリウレタン分散体を提供すること。 【解決手段】 ヒドロキシル末端基含有ポリブタジエン
樹脂を用いて作られたアニオン系水性ポリウレタン分散
体、並びにフィルム及び接着剤を作るための前記分散体
の使用。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、アニオン系水性
ポリウレタン分散体並びにそれから作られたコーティン
グ及び接着剤、特にヒドロキシル末端基含有ポリブタジ
エン樹脂（即ちヒドロキシルを末端基とするポリブタジ
エン樹脂）を用いて作られた前記分散体に関する。
ポリウレタン分散体並びにそれから作られたコーティン
グ及び接着剤、特にヒドロキシル末端基含有ポリブタジ
エン樹脂（即ちヒドロキシルを末端基とするポリブタジ
エン樹脂）を用いて作られた前記分散体に関する。
【０００２】
【従来の技術】市販の水性ポリウレタン分散体は、ポリ
エステルポリオール又はポリエーテルポリオールを用い
て作られるのが典型的であった。
エステルポリオール又はポリエーテルポリオールを用い
て作られるのが典型的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】当技術分野において
は、改善された防水性及びより低いガラス転移温度を有
するコーティング及びフィルムを作るのに適した水性ポ
リウレタン分散体が望まれている。
は、改善された防水性及びより低いガラス転移温度を有
するコーティング及びフィルムを作るのに適した水性ポ
リウレタン分散体が望まれている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】発明の概要 １個以上のヒドロキシルを末端基とするポリブタジエン
樹脂を含むポリオールを用いて作られたアニオン系水性
ポリウレタン分散体が提供される。このポリブタジエン
樹脂はまた、ポリエステルポリオール又はポリエーテル
ポリオールのような疎水性がより低いポリオールと組み
合わされることもできる。
樹脂を含むポリオールを用いて作られたアニオン系水性
ポリウレタン分散体が提供される。このポリブタジエン
樹脂はまた、ポリエステルポリオール又はポリエーテル
ポリオールのような疎水性がより低いポリオールと組み
合わされることもできる。
【０００５】本発明はまた、かかる分散体を用いて作ら
れたコーティング及び接着剤にも関する。これらの分散
体から作られたコーティング及びフィルムは、改善され
た防水性及びより低いガラス転移温度を示す。
れたコーティング及び接着剤にも関する。これらの分散
体から作られたコーティング及びフィルムは、改善され
た防水性及びより低いガラス転移温度を示す。
【０００６】詳しい説明 ヒドロキシル末端基含有ポリブタジエン樹脂の知られて
いる疎水性にも拘らず、これらのポリブタジエン樹脂を
用いて伝統的な方法によって、貯蔵安定性であり、すぐ
に使用できる、一成分型アニオン系水性ポリウレタン分
散体を製造することができるという驚くべきことが、こ
こに見出された。これらの分散体から作られたコーティ
ングは、良好な防水性を有すると同時に、通常よりも低
いガラス転移温度（約−７０〜−７５℃）を有するので
低温において可撓性のままである。この分散体は、低い
粘度、通常約１０〜４０センチポイズ（ｃＰ）又はミリ
パスカル秒（ｍＰａ・ｓ）の粘度を有し、この粘度はこ
の分散体が高い（典型的には約３０〜４０重量％の）固
形分含有率を有することを可能にする。
いる疎水性にも拘らず、これらのポリブタジエン樹脂を
用いて伝統的な方法によって、貯蔵安定性であり、すぐ
に使用できる、一成分型アニオン系水性ポリウレタン分
散体を製造することができるという驚くべきことが、こ
こに見出された。これらの分散体から作られたコーティ
ングは、良好な防水性を有すると同時に、通常よりも低
いガラス転移温度（約−７０〜−７５℃）を有するので
低温において可撓性のままである。この分散体は、低い
粘度、通常約１０〜４０センチポイズ（ｃＰ）又はミリ
パスカル秒（ｍＰａ・ｓ）の粘度を有し、この粘度はこ
の分散体が高い（典型的には約３０〜４０重量％の）固
形分含有率を有することを可能にする。
【０００７】
【発明の実施の形態】有用なヒドロキシル末端基含有ポ
リブタジエン樹脂の例には、エルフ・アトケム社から商
品として入手できる例えば１２００の数平均分子量ＭＷ
を有するヒドロキシル末端基含有ポリブタジエン樹脂で
あるＰｏｌｙ ｂｄ Ｒ−２０ＬＭのようなＰｏｌｙ
ｂｄ（登録商標）樹脂がある。この樹脂は、典型的には
約１０００〜約３０００までのＭＷを有する。それより
高分子量の樹脂は非常に粘性が高くて分散させるのが困
難である傾向があり、他方、それより低分子量の樹脂か
ら作られたフィルムは亀裂を生じる傾向を有する。Ｐｏ
ｌｙ ｂｄ Ｒ−４５ＨＴ（ＭＷ＝２８００）のような
この分子量範囲の上限の方にある樹脂は、Ｐｏｌｙ ｂ
ｄ Ｒ−２０ＬＭやポリエステルポリオール又はポリエ
ーテルポリオールのような疎水性が低いポリオールと、
約６０：４０〜約３０：７０のＲ−４５ＨＴ：その他の
ポリオールのモル比でブレンドされるのが一般的であ
る。Ｒ−２０ＬＭのような低分子量樹脂を単独で用いる
場合には、フィルム製造乾燥工程の際に分散体を例えば
約６０℃に加熱することによって、フィルムが亀裂を生
じる傾向を減じることができる。低分子量ヒドロキシル
末端基含有ポリブタジエン樹脂（例えばＰｏｌｙ ｂｄ
Ｒ−２０ＬＭ）も同様にポリエステルポリオール又は
ポリエーテルポリオールとブレンドすることができる。
有用なポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオ
ールの例には、オーリン・ケミカル・カンパニー（Olin
Chemical Co. ）から入手できる、エチレンオキシドで
キャップされていない２０００のＭＷを有するポリ（オ
キシプロピレン）グリコールであるＰｏｌｙ−Ｇ ２０
−５６、デュポン・カンパニー（DuPont Company）から
入手できる２０００のＭＷを有するポリ（オキシテトラ
メチレン）グリコールであるＴ２０００、ウィトコ（Wi
tco ）から入手できる２０００のＭＷを有するアジピン
酸ポリエステルであるＦｏｒｍｒｅｚ Ｅ−６５−４
６、及びユニオン・カーバイド（Union Carbide ）から
入手できる２０００のＭＷを有するポリ（カプロラクト
ン）グリコールであるＴｏｎｅ ０２４０が包含され
る。
リブタジエン樹脂の例には、エルフ・アトケム社から商
品として入手できる例えば１２００の数平均分子量ＭＷ
を有するヒドロキシル末端基含有ポリブタジエン樹脂で
あるＰｏｌｙ ｂｄ Ｒ−２０ＬＭのようなＰｏｌｙ
ｂｄ（登録商標）樹脂がある。この樹脂は、典型的には
約１０００〜約３０００までのＭＷを有する。それより
高分子量の樹脂は非常に粘性が高くて分散させるのが困
難である傾向があり、他方、それより低分子量の樹脂か
ら作られたフィルムは亀裂を生じる傾向を有する。Ｐｏ
ｌｙ ｂｄ Ｒ−４５ＨＴ（ＭＷ＝２８００）のような
この分子量範囲の上限の方にある樹脂は、Ｐｏｌｙ ｂ
ｄ Ｒ−２０ＬＭやポリエステルポリオール又はポリエ
ーテルポリオールのような疎水性が低いポリオールと、
約６０：４０〜約３０：７０のＲ−４５ＨＴ：その他の
ポリオールのモル比でブレンドされるのが一般的であ
る。Ｒ−２０ＬＭのような低分子量樹脂を単独で用いる
場合には、フィルム製造乾燥工程の際に分散体を例えば
約６０℃に加熱することによって、フィルムが亀裂を生
じる傾向を減じることができる。低分子量ヒドロキシル
末端基含有ポリブタジエン樹脂（例えばＰｏｌｙ ｂｄ
Ｒ−２０ＬＭ）も同様にポリエステルポリオール又は
ポリエーテルポリオールとブレンドすることができる。
有用なポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオ
ールの例には、オーリン・ケミカル・カンパニー（Olin
Chemical Co. ）から入手できる、エチレンオキシドで
キャップされていない２０００のＭＷを有するポリ（オ
キシプロピレン）グリコールであるＰｏｌｙ−Ｇ ２０
−５６、デュポン・カンパニー（DuPont Company）から
入手できる２０００のＭＷを有するポリ（オキシテトラ
メチレン）グリコールであるＴ２０００、ウィトコ（Wi
tco ）から入手できる２０００のＭＷを有するアジピン
酸ポリエステルであるＦｏｒｍｒｅｚ Ｅ−６５−４
６、及びユニオン・カーバイド（Union Carbide ）から
入手できる２０００のＭＷを有するポリ（カプロラクト
ン）グリコールであるＴｏｎｅ ０２４０が包含され
る。
【０００８】分散体は、伝統的な手順によって調製する
ことができる。例えば、ポリオールと、イソホロンジイ
ソシアネート（ＩＰＤＩ）のような脂肪族イソシアネー
トと、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）中に溶解させた
ジメチロールプロピオン酸（ＤＭＰＡ）のような酸基含
有ジオールとの混合物をジブチル錫ジラウレート触媒と
共に加熱することによってプレポリマーを作ることがで
きる。この反応において、反応成分の比は通常、イソシ
アネート基対ヒドロキシル基の比が約２：１〜約２．
５：１となるようなものであるが、それより高い比を用
いることもできる。ＤＭＰＡ対ポリオールのモル比は通
常、約１：１〜約２：１である（それより高い比を用い
ることもできるが、物質が親水性になりすぎる傾向があ
る）。典型的な反応時間及び温度は、約２〜５時間及び
約６０〜８０℃である。この時間の後に、ジブチルアミ
ンを用いて滴定することによってイソシアネートの割合
を測定することができる。次に、ＤＭＰＡからの酸基を
中和するのに充分な量のトリエチルアミン（ＴＥＡ）の
ような第３アミンを約５０〜８０℃の温度において通常
約２０分間又はそれ未満の間添加してアニオン系塩を形
成させ、次いで冷却する。次いで高速で撹拌しながらポ
リウレタンプレポリマーに水を、典型的には固形分約３
０〜４０重量％を含有する分散体を得るのに充分な量で
添加し、次いでエチレンジアミン（ＥＤＡ）又はヒドラ
ジン（ＨＺ）のようなジアミン、好ましくはＥＤＡを用
いて連鎖を延長させる。混合ポリオールブレンドを用い
る処方を以下に示す。
ことができる。例えば、ポリオールと、イソホロンジイ
ソシアネート（ＩＰＤＩ）のような脂肪族イソシアネー
トと、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）中に溶解させた
ジメチロールプロピオン酸（ＤＭＰＡ）のような酸基含
有ジオールとの混合物をジブチル錫ジラウレート触媒と
共に加熱することによってプレポリマーを作ることがで
きる。この反応において、反応成分の比は通常、イソシ
アネート基対ヒドロキシル基の比が約２：１〜約２．
５：１となるようなものであるが、それより高い比を用
いることもできる。ＤＭＰＡ対ポリオールのモル比は通
常、約１：１〜約２：１である（それより高い比を用い
ることもできるが、物質が親水性になりすぎる傾向があ
る）。典型的な反応時間及び温度は、約２〜５時間及び
約６０〜８０℃である。この時間の後に、ジブチルアミ
ンを用いて滴定することによってイソシアネートの割合
を測定することができる。次に、ＤＭＰＡからの酸基を
中和するのに充分な量のトリエチルアミン（ＴＥＡ）の
ような第３アミンを約５０〜８０℃の温度において通常
約２０分間又はそれ未満の間添加してアニオン系塩を形
成させ、次いで冷却する。次いで高速で撹拌しながらポ
リウレタンプレポリマーに水を、典型的には固形分約３
０〜４０重量％を含有する分散体を得るのに充分な量で
添加し、次いでエチレンジアミン（ＥＤＡ）又はヒドラ
ジン（ＨＺ）のようなジアミン、好ましくはＥＤＡを用
いて連鎖を延長させる。混合ポリオールブレンドを用い
る処方を以下に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】これらの分散体から、当技術分野において
既知の方法によって、フィルム及び接着剤を作ることが
できる。かくして、所望の性質を達成するために、分散
体はその他の樹脂、充填剤及び顔料と共に処方されるだ
ろう。例えば、接着性及び透明性を増大させるために分
散体をアクリル樹脂とブレンドすることができる。この
分散体からフィルムを流延したり、例えば噴霧、はけ塗
り又は圧延によって塗布したりすることができる。この
ようなフィルム及び接着剤の用途には、ファイバーグラ
スサイジング、レザー、木材及びプラスチックのコーテ
ィング、段ボールの組み立て等が包含される。
既知の方法によって、フィルム及び接着剤を作ることが
できる。かくして、所望の性質を達成するために、分散
体はその他の樹脂、充填剤及び顔料と共に処方されるだ
ろう。例えば、接着性及び透明性を増大させるために分
散体をアクリル樹脂とブレンドすることができる。この
分散体からフィルムを流延したり、例えば噴霧、はけ塗
り又は圧延によって塗布したりすることができる。この
ようなフィルム及び接着剤の用途には、ファイバーグラ
スサイジング、レザー、木材及びプラスチックのコーテ
ィング、段ボールの組み立て等が包含される。
【００１１】
【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに説明す
る。
る。
【００１２】上で概説した一般的手順に従って、ポリオ
ールとして６０：４０のモル比のＲ４５ＨＴ及びＲ２０
ＬＭを、イソシアネートとしてイソシアネート基対ヒド
ロキシル基の比１．８：１でＩＰＤＩを、中和用アミン
としてＴＥＡを、連鎖延長剤としてＥＤＡを、そして
１．８：１のＤＭＰＡ対ポリオールのモル比を用いて、
５０ｃＰより小さい粘度（ブルックフィールド粘度計に
よって室温において測定）及び３７．６％の固形分含有
率を有する安定なアニオン系水性ポリウレタン分散体を
作った。この分散体をシリコーン被覆金型中で流延し、
室温において７２時間乾燥させることによって、フィル
ムを作った。インストロン引張試験機を用いた５インチ
／分のクロスヘッド速度でのフィルムの測定は、フィル
ムが良好な引張強さ（１９２０ｐｓｉ）及び伸び率（１
３０％）を有することを示した。蓋を有する小さいプラ
スチック容器中で１インチ×１インチの乾燥フィルム試
料を水中に１４４時間浸漬したところ、１９％未満の水
を吸収した。
ールとして６０：４０のモル比のＲ４５ＨＴ及びＲ２０
ＬＭを、イソシアネートとしてイソシアネート基対ヒド
ロキシル基の比１．８：１でＩＰＤＩを、中和用アミン
としてＴＥＡを、連鎖延長剤としてＥＤＡを、そして
１．８：１のＤＭＰＡ対ポリオールのモル比を用いて、
５０ｃＰより小さい粘度（ブルックフィールド粘度計に
よって室温において測定）及び３７．６％の固形分含有
率を有する安定なアニオン系水性ポリウレタン分散体を
作った。この分散体をシリコーン被覆金型中で流延し、
室温において７２時間乾燥させることによって、フィル
ムを作った。インストロン引張試験機を用いた５インチ
／分のクロスヘッド速度でのフィルムの測定は、フィル
ムが良好な引張強さ（１９２０ｐｓｉ）及び伸び率（１
３０％）を有することを示した。蓋を有する小さいプラ
スチック容器中で１インチ×１インチの乾燥フィルム試
料を水中に１４４時間浸漬したところ、１９％未満の水
を吸収した。
フロントページの続き (72)発明者 ビクフブハイ・プジャブハイ・スタール アメリカ合衆国ミシガン州カントン、ハニ ートリー・ブールバード8314
Claims (9)
- 【請求項１】 ヒドロキシル末端基含有ポリブタジエン
樹脂を含むポリオールを用いて作られたアニオン系水性
ポリウレタン分散体。 - 【請求項２】 ポリオールがヒドロキシル末端基含有ポ
リブタジエン樹脂の混合物を含む、請求項１記載の分散
体。 - 【請求項３】 ポリオールが（ａ）ヒドロキシル末端基
含有ポリブタジエン樹脂と（ｂ）ポリエステルポリオー
ル又はポリエーテルポリオールとの混合物を含む、請求
項１記載の分散体。 - 【請求項４】 請求項１記載のポリウレタン分散体から
作られたフィルム。 - 【請求項５】 請求項２記載のポリウレタン分散体から
作られたフィルム。 - 【請求項６】 請求項３記載のポリウレタン分散体から
作られたフィルム。 - 【請求項７】 請求項１記載のポリウレタン分散体から
作られた接着剤。 - 【請求項８】 請求項２記載のポリウレタン分散体から
作られた接着剤。 - 【請求項９】 請求項３記載のポリウレタン分散体から
作られた接着剤。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| US08/645,438 US5672653A (en) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | Anionic waterborne polyurethane dispersions |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053636A true JPH1053636A (ja) | 1998-02-24 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12284797A Pending JPH1053636A (ja) | 1996-05-13 | 1997-04-28 | アニオン系水性ポリウレタン分散体 |
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|---|---|
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| JP (1) | JPH1053636A (ja) |
| CA (1) | CA2204672A1 (ja) |
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